Международное исследование, которое готовилось 13 лет, впервые продемонстрировало, что ухудшение организации и регулирования ДНК - известное как эпигенетика - может привести к старению организма, независимо от изменений самого генетического кода.

Работа показывает, что нарушение эпигенетической информации вызывает старение мышей и что восстановление целостности эпигенома обращает вспять признаки старения. Результаты исследования опубликованы 12 января в журнале Cell. Об этом информирует MedicalXpress.

"Мы считаем, что это первое исследование, которое показывает, что эпигенетические изменения являются основным фактором старения млекопитающих", - сказал старший автор статьи Дэвид Синклер, профессор генетики Института Блаватника Гарвардской медицинской школы и содиректор Центра биологии старения имени Пола Ф. Гленна.

Обширная серия экспериментов, проведенных командой, стала долгожданным подтверждением того, что изменения ДНК не являются единственной или даже основной причиной старения. Скорее, как показывают результаты, химические и структурные изменения хроматина, комплекса ДНК и белков, образующего хромосомы, вызывают старение без изменения самого генетического кода.

Авторы говорят, что поскольку молекулами, контролирующими эпигенетические процессы, легче манипулировать, чем мутациями ДНК, эта работа указывает на новые пути, которые направлены на эпигенетику, а не на генетику, для предотвращения или лечения возрастных повреждений.

На протяжении десятилетий в этой области господствовала теория, согласно которой старение возникает в результате накопления изменений в ДНК, в первую очередь генетических мутаций, которые со временем не позволяют все большему количеству генов функционировать должным образом.

Это в свою очередь ведет к болезням, старению и смерти. Но исследователи обнаружили, что у некоторых людей и мышей с высоким уровнем мутаций не наблюдается признаков преждевременного старения.

"Эпигенетика - это как операционная система клетки, указывающая ей, как по-разному использовать один и тот же генетический материал", - говорит Янг, который является соавтором первого исследования вместе с Мотоши Хаяно, бывшим постдокторантом лаборатории Синклера, который сейчас работает в Медицинской школе Университета Кейо в Токио.

Только в ходе нынешнего исследования группа Синклера смогла отделить эпигенетические изменения от генетических и подтвердить, что поломка эпигенетической информации действительно способствует старению у мышей. Команда использовала недавно разработанный в лаборатории Синклера инструмент для измерения возраста мышей, не хронологического, в днях или месяцах, а "биологического", основанного на том, сколько участков генома потеряли метильные группы, которые обычно к ним присоединяются.

По сравнению с нелечеными мышами, родившимися в то же время, мыши ICE постарели значительно больше. Затем исследователи дали мышам генную терапию, которая обратила вспять вызванные ими эпигенетические изменения.

"Это похоже на перезагрузку неисправного компьютера", - говорит Синклер.

Терапия включала трио генов - Oct4, Sox2 и Klf4, вместе названных OSK, которые активны в стволовых клетках и могут помочь перемотать зрелые клетки в более раннее состояние. (Лаборатория Синклера использовала этот коктейль для восстановления зрения у слепых мышей в 2020 году).

Органы и ткани мышей ICE вернулись в молодое состояние. Но как именно лечение ОСК достигло этого, остается неясным. На данном этапе, по словам Синклера, это открытие подтверждает гипотезу о том, что клетки млекопитающих содержат своего рода резервную копию эпигенетического программного обеспечения, которая при обращении к ней может позволить состарившейся, эпигенетически скремблированной клетке перезагрузиться в молодое, здоровое состояние.